3.6.Ι. Белые чугуны.

В зависимости от содержания углерода белые чугуны разделяют на три группы:

доэвтектические – с содержанием углерода от 2,14 до 4,3%;

эвтектические – с содержанием углерода 4,3%;

заэвтектические – с содержанием углерода от 4,3 до 6,67% (рис.3.4).

Белые чугуны имеют очень высокую твердость и не поддаются обработке резанием. В машиностроении их применяют только для деталей, подвергающихся обработке шлифованием (валки холодной прокатки), или для изделий, используемых без всякой механической обработки (грузы, противовесы, мелящие тела). Термической обработкой белый чугун перерабатывают в ковкий чугун.

а б в

Рис. 3.4. Микроструктура белых чугунов:

а – доэвтектический (ледебурит + перлит)

б – эвтектический (ледебурит)

в – заэвтектический (ледебурит + цементит)

3.6.2. Обыкновенный серый чугун.

В структуре обыкновенного серого чугуна содержится графит пластинчатой (червеобразной) формы, количество и размеры которых изменяются в широких пределах.

По строению металлической основы чугуны разделяют:

на серый перлитный чугун. Структура его состоит из перлита с включением графита (рис.3.5,а);

серый ферритно-перлитный чугун. Структура его состоит из феррита, перлита и включений графита (рис. 3.5,б);

серый ферритный чугун. В этом чугуне металлической основой является феррит, а весь углерод присутствует в форме графита. (рис. 3.5,в).

а б в

Рис.3.5. Микроструктуры серого чугуна:

а – серый перлитный чугун; б – серый ферритно-перлитный чугун; в – серый ферритный чугун

Серые литейные чугуны применяются для станин станков (СЧ10), для цилиндров, коленчатых валов, поршневых колец (СЧ45).

3.6.3.Высокопрочный чугун.

Высокопрочный чугун содержит графит в шаровидной форме.

Прочностные свойства высокопрочного чугуна зависят от структуры металлической основы (перлитная, ферритно-перлитная и ферритная), а также от степени измельченности частиц графита.

Высокопрочный чугун применяют для деталей станков и средне- и высоконагруженных узлов других изделий.

а б

Рис.3.6. Структуры высокопрочного (а) и ковкого (б) чугунов с ферритной металлической основой

3.6.4 Ковкий чугун.

Ковкий чугун получают томлением (графитизирующим отжигом) из белого чугуна следующего состава: 2,4 – 2,8% С; 0,8 – 1,4% Si; 1% Mn; 0,1% S; 0,2% P; 0,08% Cr.

При высоких температурах (выше 900^оС) цементит разлагается с образованием графита хлопьевидной формы (рис. 3.6,б).

После томления отливок в зависимости от скорости охлаждения, при температуре немного ниже 727^оС (точка А₁) , получают ковкий чугун с различными структурами металлической основы:

при очень медленном охлаждении – ферритный;

при ускоренном охлаждении – ферритно-перлитный;

при быстром охлаждении – перлитный.

Ковкий чугун применяют для ответственных деталей сельхозмашиностроения и др.

Чугуны маркируются следующим образом: БЧ – белый чугун; СЧ - серый; КЧ – ковкий; ВЧ – высокопрочный. Первое цифровое обозначение после буквы характеризует прочность, второе – пластичность. Если пластичность низкая, то указывается только прочность. Например: КЧ 45-7, КЧ 80-1, СЧ 18, ВЧ 100.